De nouvelles preuves émergent dans le mystère du moment où les mammifères sont devenus à sang chaud

Les mammifères ont chaud. La capacité de maintenir une température corporelle élevée et constante – connue scientifiquement sous le nom d’endothermie et familièrement de sang chaud – est un élément essentiel de ce qui a permis à ces bêtes de s’adapter à de nombreux habitats différents, des mers polaires aux déserts brûlants. Cependant, la date exacte à laquelle les mammifères ont développé cette capacité est restée longtemps un mystère.

Trouver des preuves directes du fonctionnement de la physiologie des organismes anciens est une tâche difficile. Les tissus mous qui seraient les plus informatifs sur le sang chaud ou froid sont rarement préservés dans les fossiles, et les paléontologues ne peuvent évidemment pas mesurer directement la température corporelle d’un animal disparu. Mais en examinant les oreilles internes des mammifères fossiles et de leurs proches, les paléontologues ont découvert que les mammifères ont commencé à se réchauffer juste au moment où l’ère des reptiles battait son plein.

La nouvelle étude du paléontologue Romain David du Natural History Museum de Londres et de ses collègues se concentre sur le système de conduits semi-circulaires, ou SDS, dans les oreilles internes des mammifères. Comme le rapportent les chercheurs mercredi à La nature, ces minuscules boucles à l’intérieur des oreilles des vertébrés régulent des fonctions essentielles telles que l’équilibre, la vision et le contrôle moteur. L’évolution de ces structures a été influencée par la température corporelle : une température relativement élevée rend le fluide à l’intérieur des boucles moins visqueux, de sorte que les conduits et canaux de l’oreille interne ont une forme différente et sont souvent plus petits chez les espèces à sang chaud que chez les espèces froides. -les sanglants. David et ses collègues ont utilisé la forme et la taille de l’oreille interne comme approximation de la température corporelle et du comportement d’un animal pour déterminer quand les mammifères ont commencé à devenir endothermes.

“J’ai été surpris que l’oreille interne puisse nous aider à évaluer si bien la température corporelle et le sang chaud”, déclare David. L’ensemble du projet a commencé par une discussion post-conférence entre lui et son co-auteur Ricardo Araújo, paléontologue à l’Université de Lisbonne, sur les raisons pour lesquelles les poissons ont des oreilles internes beaucoup plus grandes pour leur taille que les animaux terrestres. Les chercheurs ont pensé que la température corporelle pourrait expliquer la différence et que cette différence pourrait également apparaître dans les fossiles. Les chercheurs se sont mis à rassembler un ensemble de données de 56 synapsides fossiles, le groupe qui contient les mammifères et leurs proches, pour déterminer quand les ancêtres des mammifères ont franchi ce seuil physiologique critique.

Les précurseurs des mammifères ont commencé à se réchauffer il y a environ 233 millions d’années, pendant la période du Trias, proposent les chercheurs. À cette époque, les dinosaures commençaient à peine à proliférer, les reptiles étaient les créatures les plus importantes et les plus diversifiées sur terre, et les prédécesseurs des mammifères étaient des créatures relativement petites, ressemblant un peu à des belettes. Techniquement connus sous le nom de mammaliamorphs, ces derniers ont subi une augmentation considérable de la température corporelle – entre cinq et neuf degrés Celsius – au cours de cette période. Ce moment signifie que le sang chaud est un héritage très ancien qui a évolué avant les premiers vrais mammifères.

“Les chercheurs essaient de décrypter la trajectoire des caractéristiques des mammifères comme l’endothermie depuis des décennies”, explique la paléontologue de l’Université d’Oxford Elsa Panciroli, qui n’a pas participé à la nouvelle étude. Chaque méthode passée a donné des réponses différentes sur le moment et sur les types de mammifères apparentés. Mais les nouveaux résultats basés sur l’anatomie de l’oreille interne semblent être “robustes”, dit Panciroli, en particulier parce que la même relation entre le SDS et la température corporelle peut être observée chez les espèces vivantes.

Les résultats recalibrent ce que certaines études antérieures avaient proposé sur les origines de l’endothermie chez les mammifères. En utilisant d’autres éléments de preuve, notamment la chimie osseuse et la structure cellulaire, ils avaient laissé entendre que l’endothermie avait évolué encore plus tôt chez les protomammifères qui vivaient il y a plus de 252 millions d’années, tels que les carnivores à dents de sabre appelés gorgonopsides et les herbivores à bec et défenses appelés dicynodontes. Malgré ces recherches antérieures, cependant, les nouvelles preuves indiquent que le sang chaud est devenu une caractéristique majeure de l’histoire des mammifères des millions d’années plus tard. La date de la nouvelle étude, il y a environ 233 millions d’années, était plus proche du moment où de petites créatures à fourrure (plus proches de ce que nous considérons comme de vrais mammifères) ont commencé à évoluer. Étant donné que les origines de traits tels que les moustaches sensibles et les modifications des os de l’oreille interne conducteurs du son se sont produites au cours du Trias, note le co-auteur de l’étude et paléontologue du Field Museum Kenneth Angielczyk, “il n’est finalement pas si surprenant que l’endothermie émerge le long avec tout le reste.

Il y a quelques mises en garde aux conclusions de la nouvelle étude. Comme dans les recherches précédentes, certains des protomammifères examinés par les chercheurs semblent être plus proches du sang chaud, et certains des premiers mammifères semblent avoir été plus à sang froid. “Les chercheurs ont reconnu depuis longtemps que les caractéristiques qui distinguent les mammifères – telles que le sang chaud, la fourrure, la production de lait et une activité accrue – ont probablement toutes évolué de manière dispersée entre différents groupes à différents moments”, explique Panciroli. La nouvelle étude identifie le changement global de la température corporelle des mammifères, mais il y a toujours eu des espèces individuelles qui ont enfreint les règles.

L’évolution des températures corporelles chaudes et le fait de devenir beaucoup plus actifs ont contribué à la propagation et au succès des mammifères à l’ère des reptiles. Au cours des deux dernières décennies, les paléontologues ont renversé la vieille idée selon laquelle les mammifères du Trias, du Jurassique et du Crétacé étaient tous de minuscules créatures grignotant des insectes qui couraient dans l’obscurité. Des découvertes récentes ont également établi que les premiers mammifères et leurs proches nageaient, creusaient, glissaient d’arbre en arbre et mangeaient même des bébés dinosaures. Des corps qui se réchauffaient et alimentaient des comportements beaucoup plus actifs et complexes sous-tendaient le succès des mammifères alors même que les dinosaures les dominaient – ​​une partie essentielle de la profonde histoire de nous-mêmes et des magnifiques bêtes que nous voyons autour de nous aujourd’hui.